背景技术：
1、随着技术朝着越来越小的节点发展，使用极紫外线(euv)光刻进行小结构的图案化变得越来越困难，且在后段工艺(beol)中使金属通孔落在金属线上变得具有挑战性。这导致边缘放置误差(特征边缘上的预期位置与实际位置之间的距离)和虎齿(tiger tooth)缺陷，其增加rc延迟及影响组件性能。半导体组件的尺寸缩小会受限于边缘放置误差的结果。
2、这里提供的背景描述是为了总体呈现本技术的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分中描述的范围内以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面既不明确也不暗示地承认是针对本技术的现有技术。
技术实现思路
1、本公开内容涉及用于在衬底上相对于介电材料而在暴露金属表面上选择性地沉积金属氧化物的装置和方法。在一些实施方案中，该方法包括，在抑制金属表面之前，利用产生羟基物质的等离子体而进行低温预处理。接着，可选择性地在介电材料上沉积金属氧化物。预处理是温和地清洁暴露金属表面，使其准备好进行抑制，同时使介电材料用羟基封端。羟基可与沉积前体或待沉积的金属氧化物进行反应，以实现更一致的成核和生长。结果，有利地进行选择性抑制和沉积，以产生受控的电连接和/或图案化的介电层。该装置可包括受加热的安瓿、以及用于输送低蒸气压处理化学品(例如，抑制剂和/或前体)的气体管线。
2、由此，在第一方面，本公开内容包含一种在衬底上相对于介电材料而在暴露金属表面上选择性沉积金属氧化物的方法。在一些实施方案中，该方法包括：(a)提供包括该介电材料和该暴露金属表面的该衬底；(b)使该衬底与等离子体接触，该等离子体由含氢源和含氧源产生以产生羟基物质，其中该羟基物质与该介电材料进行反应以形成羟基封端的(hydroxy-terminated)介电材料并且与该金属表面进行反应以形成氧化的金属表面；和(c)使该氧化的金属表面和该羟基封端的介电材料暴露于沉积抑制剂，该沉积抑制剂选择性地使该氧化的金属表面改性，从而形成被抑制的金属表面。在一些实施方案中，该方法还包括：(d)在该衬底上相对于该被抑制的金属表面而在该羟基封端的介电材料上选择性地沉积该金属氧化物。在一些实施方案中，在从约10℃到约300℃的衬底温度下实施(b)。
3、在一些实施方案中，该暴露金属表面的金属选自于：铜、钴、钨、钌、钽、钛、铪、锆、钼、及其组合。
4、在一些实施方案中，该金属氧化物选自于：锆氧化物、铪氧化物、铝氧化物、钛氧化物、钽氧化物、钇氧化物、镧氧化物、及其组合。
5、在一些实施方案中，该铝氧化物系通过铝氧化物前体而沉积，该铝氧化物前体选自于：三甲基铝、氯化二甲基铝、铝氯化物、异丙氧化二甲基铝(dimethyl aluminumisopropoxide)、和三乙基铝。
6、在一些实施方案中，该介电材料选自于：二氧化硅、掺杂的二氧化硅、硅氮化物、掺杂的硅碳化物、硅碳氧化物、硅氮氧化物、和硅碳氮化物。
7、在一些实施方案中，该沉积抑制剂选自于：含硫化合物、含磷化合物、和含硅化合物。
8、在一些实施方案中，该等离子体原位(in situ)产生。
9、在一些实施方案中，该等离子体远程产生。
10、在一些实施方案中，该等离子体是电容耦合等离子体。
11、在一些实施方案中，该含氧源选自于：氧等离子体、氧和氩的等离子体、氧和氦的等离子体、臭氧等离子体、及其组合。
12、在一些实施方案中，该含氢源选自于：氢等离子体、氢和氩的等离子体、氢和氦的等离子体、氨等离子体、及其组合。
13、在一些实施方案中，该方法还包括，处理该被抑制的金属表面以去除抑制剂。
14、用于该暴露金属表面的非限制性金属包括铜(cu)、钴(co)、钨(w)、钌(ru)、钽(ta)、钛(ti)、铪(hf)、锆(zr)、和/或钼(mo)以及其混合物、其掺杂形式、和/或其合金。非限制性半导体包括硅(si)、锗(ge)、硅锗(sige)、掺杂的si、或掺杂的ge。
15、在特定实施方案中，该介电材料包括硅(si)、二氧化硅(sio2)、掺杂的sio2、硅氮化物、硅碳化物、硅碳氧化物、硅氮氧化物、硅碳氮化物、低κ电介质、锗、硅锗、或锗硅。
16、在一些实施方案中，使该衬底与等离子体接触在从约1秒到约600秒的投配时间下发生。在其它实施方案中，使该衬底与等离子体接触在从约50℃到约200℃的温度下、和/或约1托(torr)到10torr的压强下发生。在特定实施方案中，使该衬底与等离子体接触在第一温度下实施，该第一温度低于在该金属氧化物的沉积期间的第二温度。
17、在一些实施方案中，该沉积包括原子层沉积(ald)或化学气相沉积(cvd)，包括其等离子体增强形式。
18、在一些实施方案中，该方法还包括(例如，在该沉积之前)在从约250℃到350℃的温度下使该抑制剂层退火。
19、在一些实施方案中，该方法还包括(例如，在该沉积之后)：进一步在该第一层的表面的至少一部分或该非被抑制的表面上沉积第二层。在其它实施方案中，该方法还包括(例如，在该沉积之后或在该进一步沉积之后)：后处理该表面以去除该抑制剂层。在又其它实施方案中，该方法还包括(例如，在该后处理之后)：提供包括金属的图案化通孔，其中该图案化通孔被配置成电连接至该第一区域。
20、在第二方面中，本公开内容包括一种选择性沉积的装置。在一实施方案中，该装置包括：处理室；衬底保持器，其在所述处理室中；一个或更多气体入口，其用于使气体流入所述处理室中；真空源，其用于从所述处理室移除气体；等离子体产生器，其用于在所述处理室内产生等离子体；以及一个或更多控制器，其包括机器可读指令，所述机器可读指令用于操作所述一个或更多气体入口、所述真空源及所述等离子体产生器以沉积至半导体衬底上。
21、在一实施方案中，该一个或更多控制器的所述机器可读指令包括用于以下操作的指令：
22、(a)致使操作该等离子体产生器以提供等离子体，以进行该半导体衬底的表面的预处理；
23、(b)致使操作该一个或更多气体入口，以使抑制剂流入该处理室并且在被保持在该衬底保持器中的半导体衬底的该暴露金属表面上提供抑制剂层，其中该半导体衬底还包括介电材料，该介电材料包括与该暴露金属表面不同的材料；
24、(c)任选地致使操作该真空源，以从该处理室去除该抑制剂中的至少一些；
25、(d)任选地致使操作该衬底保持器，以在从约250℃到350℃的温度下使该抑制剂层进行退火；
26、(e)任选地致使操作该一个或更多气体入口，以使第一前体流动以在非被抑制的介电材料的至少一部分上沉积第一层；
27、(f)任选地致使操作该一个或更多气体入口，以使第二前体流动以进一步在该非被抑制的介电材料的该第一层的表面的至少一部分上沉积第二层；以及
28、(g)在(e)或(f)之后，任选地致使操作该等离子体产生器以提供等离子体，以对该半导体衬底的表面进行后处理，以去除该抑制剂层。
29、在第三方面中，本公开内容包括一种选择性沉积的装置。在一实施方案中，该装置包括：第一处理室，其具有第一衬底保持器；第二处理室，其具有第二衬底保持器；传送模块，其被配置称将半导体衬底从所述第一处理室传送至所述第二处理室；一个或更多气体入口，其用于使气体流入所述第一处理室和所述第二处理室中；真空源，其用于从所述第一处理室和/或所述第二处理室移除气体；等离子体产生器，其用于在所述第一处理室和/或所述第二处理室内产生等离子体；以及一个或更多控制器，其包括机器可读指令，所述机器可读指令用于操作所述一个或更多气体入口、所述真空源及所述等离子体产生器以沉积至所述半导体衬底上。
30、一实施方案中，该一个或更多控制器的所述机器可读指令包括用于以下操作的指令：
31、(a)致使操作该等离子体产生器以提供等离子体至该第一处理室，以进行该半导体衬底的表面的预处理；
32、(b)致使操作该一个或更多气体入口，以使抑制剂流入该第一处理室中并且在被保持在该衬底保持器中的半导体衬底的第一区域(在本文中，也称为该暴露金属表面)上提供抑制剂层，其中该第一区域包括金属，其中该半导体衬底还包括第二区域(在本文中，也称为该介电材料)，该第二区域包括与该第一区域不同的材料；
33、(c)致使操作该真空源，以从该第一处理室去除该抑制剂中的至少一些；
34、(d)任选地致使操作该第一衬底保持器，以在从约250℃到350℃的温度下使该抑制剂层进行退火；
35、(e)致使操作该传送模块，以将该半导体衬底从该第一处理室传送至该第二处理室；
36、(f)任选地致使操作该第二衬底保持器，以在从约250℃到350℃的温度下使该抑制剂层进行退火；
37、(g)致使操作该一个或更多气体入口，以使第一前体流入该第二处理室，以在包括该第二区域的非被抑制的表面的至少一部分上沉积第一层；
38、(h)任选地致使操作该一个或更多气体入口，以使第二前体流入该第二处理室，以进一步在该非被抑制的表面或该第一层的表面的至少一部分上沉积第二层；和
39、(i)在(g)或(h)之后，任选地致使操作该等离子体产生器以提供等离子体至该第二处理室，以对该半导体衬底的表面进行后处理，以去除该抑制剂层。
40、在本文中的任何实施方案中，该抑制剂层包括自组装单层或自组装多层。
41、公开了关于输送低蒸气压化学品至处理工具的处理室的示例。一示例提供一种包括处理室的化学气相沉积(cvd)工具。该化学气相沉积工具还包括处理气体出口，其被配置成将一种或更多处理气体引入该处理室中。该化学气相沉积工具还包括安瓿，该安瓿包括通过蒸气流动(flow-over-vapor：fov)气体入口和fov气体出口。该化学气相沉积工具还包括质量流量控制器，其被配置成控制载气流动通过该fov气体入口。该化学气相沉积工具还包括安瓿加热器。该化学气相沉积工具还包括一个或更多加热式气体管线，从该安瓿的该fov气体出口通向该处理气体出口。该化学气相沉积工具还包括控制器，其被配置成控制该化学气相沉积工具的操作。
42、在一些这样的示例中，该cvd工具还包括在该安瓿中的抑制剂，其中该抑制剂包括在60℃的温度下的10torr或更低的蒸气压。
43、在一些这样的示例中，该控制器额外地或替代地被配置以使该抑制剂流动通过该一个或更多加热式气体管线，流率在20到500标准立方厘米/分钟(sccm)的范围内。
44、在一些这样的示例中，该控制器额外地或替代地被配置以控制该安瓿加热器，以在沉积处理期间将该抑制剂加热至在80℃到100℃的范围内的温度。
45、在一些这样的示例中，该控制器额外地或替代地被配置以控制一或更多气体管线加热器，以在沉积处理期间将该一个或更多加热式气体管线加热至在100℃到130℃的范围内的温度。
46、在一些这样的示例中，该气体管线加热器额外地或替代地包括夹套加热器、带状加热器或模制加热器中的一或更多者。
47、在一些这样的示例中，该cvd工具额外地或替代地包括一个或更多加热式转向气体管线，从该一个或更多加热式气体管线通向排放系统。
48、在一些这样的示例中，该控制器额外地或替代地被配置以控制该质量流量控制器，以使n2气体流动通过该fov气体入口至该安瓿中。
49、在一些这样的示例中，该安瓿额外地或替代地包括批量填充(bulkfill)端口，以使用液体处理化学品而重新填充该安瓿。
50、在一些这样的示例中，该cvd工具额外地或替代地包括主电源和辅助电源，该辅助电源被配置成供电至该一个或更多安瓿加热器和该一个或更多气体管线加热器。
51、另一示例提供一种包括处理室的化学气相沉积工具的操作方法。该方法包括，加热包含液相抑制剂的安瓿。该方法还包括，控制流向该安瓿中的载气流。该方法还包括，加热从该安瓿延伸至该处理室的一个或更多气体管线。该方法还包括，在加热该一个或更多气体管线的同时，使带有该抑制剂的该载气流动通过该一或更多气体管线进入该处理室，以将该抑制剂沉积至被设置于该处理室中的衬底的金属表面上。
52、在一些这样的示例中，该抑制剂以第一浓度沉积至该衬底的该金属表面上、以及以第二浓度沉积至该衬底的金属间电介质表面上。该第二浓度低于该第一浓度。
53、在一些这样的示例中，加热该安瓿额外地或替代地包括，将该安瓿加热至在80℃到100℃的范围内的温度。
54、在一些这样的示例中，加热该一个或更多气体管线额外地或替代地包括，将该一个或更多加热式气体管线加热至在100℃到130℃的范围内的温度。
55、在一些这样的示例中，控制该载气的流动额外地或替代地包括，控制n2的流动。
56、在一些这样的示例中，该方法额外地或替代地包括，加热一个或更多转向气体管线，该一个或更多转向气体管线从该一个或更多加热式气体管线通向排放系统。
57、另一示例提供一种用于化学气相沉积工具的安瓿组件。该安瓿组件包括用于容纳液体抑制剂的安瓿。该安瓿包括通过蒸气流动(fov)气体入口，其包括质量流量控制器以控制动流向该安瓿中的载气流。该安瓿还包括fov气体出口。该安瓿还包括批量填充端口，其被配置成使用该液体抑制剂而重新填充该安瓿。该安瓿还包括一个或更多液位传感器，其被配置成感测在该安瓿中的该液体抑制剂的高度。该安瓿组件还包括一个或更多安瓿加热器，其被配置成加热该安瓿。
58、在一些这样的示例中，该安瓿组件还包括加热式气体管线、和被配置成加热该加热式气体管线的一个或更多气体管线加热器。
59、在一些这样的示例中，该安瓿组件额外地或替代地包括辅助电源，其被配置成供电至该一个或更多安瓿加热器和该一或更多气体管线加热器。
60、在一些这样的示例中，该加热式气体管线额外地或替代地从该fov气体出口延伸至该化学气相沉积工具的处理室的处理气体出口。
61、另一示例提供一种用于选择性沉积的装置。在一些示例中，该装置包括：处理室；在该处理室中的衬底保持器；一个或更多处理气体出口，其用于使气体流动至该处理室中；真空源，其用于从该处理室移除气体；安瓿组件；等离子体产生器，其用于在该处理室内产生等离子体；以及一个或更多控制器，其包括用于操作该一个或更多处理气体出口、该真空源和该等离子体产生器以沉积至半导体衬底上的机器可读指令，该一个或更多控制器的该机器可读指令包括用于以下操作的指令：(a)致使操作该等离子体产生器以提供等离子体，该等离子体由含氢源和含氧源产生以产生羟基物质，以进行该半导体衬底的表面的预处理；和(b)致使操作该一个或更多处理气体出口，以使抑制剂流动至该处理室中并且在被保持在该衬底保持器中的半导体衬底的第一区域上提供抑制剂层，其中该第一区域包括金属或半导体，其中该半导体衬底还包括第二区域，该第二区域包括与该第一区域不同的材料；其中该安瓿组件包括被配置成容纳液体抑制剂的安瓿。
62、在一些这样的示例中，该安瓿组件包括：通过蒸气流动(fov)气体入口，其包括质量流量控制器以控制流向该安瓿中的载气流；fov气体出口；批量填充端口，其被配置成使用该液体抑制剂来重新填充该安瓿；一个或更多液位传感器，其被配置成感测在该安瓿中的该液体抑制剂的高度；一个或更多安瓿加热器，其被配置成加热该安瓿；以及一个或更多加热式气体管线，其从该安瓿的该fov气体出口通向该一个或更多处理气体出口。
63、这些和其它方面将参考附图而进一步于下文描述。
1.一种在衬底上相对于介电材料而在暴露金属表面上进行选择性金属氧化物沉积的方法，所述方法包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述暴露金属表面的金属包括铜、钴、钨、钌、钽、钛、铪、锆、钼或其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属氧化物包括锆氧化物、铪氧化物、铝氧化物、钛氧化物、钽氧化物、钇氧化物、镧氧化物或其组合。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述金属氧化物是铝氧化物。
5.根据权利要求4所述的方法，其中通过铝氧化物前体沉积所述铝氧化物，所述铝氧化物前体包括三甲基铝、氯化二甲基铝、铝氯化物、异丙氧化二甲基铝或三乙基铝。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述沉积抑制剂包括含硫化合物、含磷化合物或含硅化合物。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择性金属氧化物沉积包括化学气相沉积。
8.根据权利要求1所述的方法，其还包括：处理所述被抑制的金属表面以去除抑制剂。
9.一种用于选择性金属氧化物沉积的装置，所述装置包括：
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述安瓿组件还包括：
